非接触式磁力机械密封性能研究

摘要

机械密封是压缩机和反应釜等众多旋转机械设备中的重要部件。非接触式机械密封作为机械密封中的一种重要结构型式，因其良好的密封性能得到广泛的应用。但传统的非接触式机械密封存在无法实现密封端面间隙的主动调节，而且机组工况和介质条件严重影响密封间隙的大小及端面间流体膜的稳定性。本课题提出的一种新型的非接触式磁力机械密封，通过电磁力和密封端面间隙的流体介质压力共同作用，维持密封性能的稳定。本文主要是通过分析非接触式磁力机械密封中的电磁场和流体介质参数来对其密封性能参数进行研究。
　　⑴建立非接触式磁力机械密封电磁力分析的数学模型。结合非接触式磁力机械密封的结构和工作原理，及电磁场理论，对密封端面磁感应强度和电磁力进行分析，并建立磁感应强度和电磁力的计算模型。
　　⑵建立非接触式磁力机械密封流体膜分析的流体力学模型。结合非接触式磁力机械密封的结构和流体膜参数，及流体力学理论，对密封端面流体膜特性参数进行分析，并建立流体膜特性参数的计算模型。
　　⑶建立非接触式磁力机械密封磁力流体耦合模型。结合非接触式磁力机械密封的电磁力和流体膜特性，对非接触式磁力机械密封的性能参数进行分析，并建立密封性能参数的计算模型。
　　⑷非接触式磁力机械密封性能分析、研究。主要集中研究开启力、间隙刚度和泄漏量三个参数，通过对计算结果的分析，利用MATLAB绘制图形研究非接触式磁力机械密封的流体膜特性参数和电磁参数对密封性能的影响。
　　本文通过分析流体膜特性参数以及电磁场参数对非接触式磁力机械密封性能的影响，为非接触式机械密封的进一步研究、设计提供理论支持和参考。

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1 绪论

1.1 本课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状与发展趋势

1.3 机械密封简介

1.4 本课题的主要研究内容

2 非接触式磁力机械密封的磁场分析

2.1 非接触式磁力机械密封原理

2.2 电磁场的基本理论

2.3 密封端面磁路的分析和电磁力的计算

2.4 本章小结

3 机械密封间隙液膜特性研究

3.1 流体力学简介

3.2 控制方程

3.3 机械密封的流体膜特性

3.4 非接触式磁力机械密封流体膜特性

3.5 本章小结

4 非接触式磁力机械密封端面密封性能分析

4.1 MATLAB简介

4.2 平行端面密封性能分析

4.3 锥形端面密封性能分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 内容总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间学术论文及科研情况

致谢